JPH0813279B2 - Desoxyribonucleic acid sequencing method - Google Patents

Desoxyribonucleic acid sequencing method

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JPH0813279B2
JPH0813279B2 JP2189610A JP18961090A JPH0813279B2 JP H0813279 B2 JPH0813279 B2 JP H0813279B2 JP 2189610 A JP2189610 A JP 2189610A JP 18961090 A JP18961090 A JP 18961090A JP H0813279 B2 JPH0813279 B2 JP H0813279B2
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reaction
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Abstract

The method comprises subjecting the deoxyribonucleic acid in a concentration of 10<-16> to 2 x 10<-14> mol per mu l, in the case of double-stranded deoxynucleic acid which is not in the supercoiled form preferably in a concentration of 10<-16> to 3 x 10<-15> mol per mu l, a) to a heat-denaturation step b) to an annealing step and c) to a nucleic acid synthesis step with partial chain termination, repeating steps a) to c) 10 to 60 times and subsequently fractionating the resulting deoxynucleic acid fragment mixture according to length, and determining the sequence from the fragment spectrum. o

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はデスオキシリボ核酸の配列決定法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for sequencing desoxyribonucleic acid.

核酸のヌクレオチド配列の分析は分子生物学において
中心的な技術である。
Analysis of the nucleotide sequence of nucleic acids is a central technique in molecular biology.

従来技術 現在、慣用的なDNA配列決定のために2つの基本的な
技術がある。1つはマキサム(Maxam)及びギルバード
(Gilbert)の方法(Methods Enzymol.,第65巻、1980
年、第499〜560頁)であり、他の1つはザンガー(Sang
er)の方法(Proc.Natl.Acad.Sci.USA、第74巻、1977
年、第5463頁)である。
Prior Art Currently, there are two basic techniques for conventional DNA sequencing. The first is the method of Maxam and Gilbert (Methods Enzymol., Volume 65, 1980).
Year pp. 499-560) and the other one is Sang (Sang
er) method (Proc.Natl.Acad.Sci.USA, Vol. 74, 1977).
Year, page 5463).

従来、DNA−配列決定のためにはほとんどザンガー配
列決定法が使用されており、この方法においてはその配
列が配列決定すべきDNA−鎖の一部に相補性であるオリ
ゴヌクレオチドプライマーから出発し、4種のデスオキ
シヌクレオチドトリフオスフエートと1つのジデスオキ
シヌクレオチドトリフオスフエートからなる混合物の存
在で、配列決定すべき連鎖の相補的コピーがポリメラー
ゼにより製造される。この際、ジデスオキシヌクレオチ
ドトリフオスフエートの使用が重要である。それという
のも、新しく合成されるDNA中にこのジデスオキシヌク
レオチドトリフオスフエートが組み込まれることにより
ヒドロキシル基がなくなり、連鎖伸長はもはや可能では
なくなり、このようにして配列特異的な連鎖中断が生じ
るためである。この連鎖伸長反応は一般に4種のデスオ
キシヌクレオチドトリホスフエートと1種のジデスオキ
シヌクレオチドトリホスフエートとからなる4種の可能
な混合物すべてに関して別々の配合において行なう。引
き続き、生じた核酸フラグメントの長さによる分離を通
常の電気泳動法で行ない、これによりヌクレオチド配列
の直接の読み取りが可能となる。新しく合成したDNAと
配列決定すべきDNAとの区別のためには、オリゴヌクレ
オチドプライマーを、又は少なくとも4種のデスオキシ
ヌクレオチドの1種又はジデスオキシヌクレオチドを例
えば放射性同位体又は最近では螢光染料で標識する。
Traditionally, most Zanger sequencing methods are used for DNA-sequencing, in which the sequence starts with an oligonucleotide primer complementary to a part of the DNA-strand to be sequenced, In the presence of a mixture of four desoxynucleotide triphosphonates and one didesoxynucleotide triphosphonate, the polymerase produces complementary copies of the chain to be sequenced. At this time, it is important to use didesoxynucleotide triphosphonate. This is because incorporation of this didesoxynucleotide triphosphonate into newly synthesized DNA eliminates the hydroxyl group and chain extension is no longer possible, thus providing sequence-specific chain breaks. This is because it occurs. This chain extension reaction is generally carried out in separate formulations for all four possible mixtures of four desoxynucleotide triphosphates and one didesoxynucleotide triphosphate. The length-dependent separation of the resulting nucleic acid fragments is then carried out by standard electrophoretic methods, which makes it possible to read the nucleotide sequences directly. To distinguish between newly synthesized DNA and DNA to be sequenced, oligonucleotide primers, or one of at least four desoxynucleotides or didesoxynucleotides, such as radioisotopes or recently fluorescent dyes, can be used. Label with.

現在最も使用されているすべての方法において、この
反応の実施は2又は3工程で行なわれる:第1の(一重
鎖−DNAにおいては必要でない)工程においては、配列
決定すべきDNAの両方の相補的連鎖の分離が高めたpH又
は温度により行なわれる。その後、高めた温度(約65
℃)でいわゆるアニーリング反応の始めにオリゴヌクレ
オチドプライマーの添加を行ない、次いでこのプライマ
ーは溶液の冷却の経過において配列決定すべき連鎖に結
合する。第3工程においては、使用したポリメラーゼに
好適な温度で、本来の配列決定反応が行なわれる。
In all currently most used methods, this reaction is carried out in two or three steps: in the first step (not required in single-stranded-DNA), the complementation of both DNAs to be sequenced The separation of the dynamic chains is carried out at elevated pH or temperature. Then increase the temperature (about 65
At 0 ° C.) an oligonucleotide primer is added at the beginning of the so-called annealing reaction, which primer then binds to the chain to be sequenced in the course of cooling of the solution. In the third step, the original sequencing reaction is performed at a temperature suitable for the polymerase used.

現在、DNAの配列決定のために三種の異なるタイプの
ポリメラーゼのみが使用されている:大腸菌ポリメラー
ゼIのクレノウ−フラグメント、T7−ポリメラーゼの改
変型及びテルムス・アクアチクス(Thermus aquaticu
s)からの熱安定タク(Taq)−ポリメラーゼ。
Currently, only three different types of polymerases are used for DNA sequencing: the Klenow-fragment of E. coli polymerase I, the modified form of T7-polymerase and Thermus aquaticu.
s) thermostable Taq-polymerase.

現在提供可能な方法で、すべての一重鎖DNA−サンプ
ル並びにスーパーコイル型で存在する二重鎖DNA−サン
プルを慣用的に配列決定することができる。ただし、こ
のスーパーコイル型で存在する二重鎖DNA−サンプルは
臨界の大きさ(約20キロ塩基)を越えてはならない。い
ずれにせよ、タク−ポリメラーゼを用いるスーパーコイ
ル−DNAの配列決定のための慣用的に有効な方法は現在
存在しない。この際可能なより高い反応温度により、第
2次構造の形成に起因する問題は除かれるので、このこ
とは特に望まれている。
All single-stranded DNA-samples as well as double-stranded DNA-samples present in supercoiled form can be routinely sequenced in the manner currently available. However, the double-stranded DNA-sample present in this supercoiled form should not exceed a critical size (about 20 kilobases). In any case, there is currently no conventionally effective method for sequencing supercoil-DNA using Taq-polymerase. This is particularly desirable, since the higher reaction temperatures possible here eliminate the problems resulting from the formation of secondary structures.

前記の制限の他にも、特に線状二重鎖DNA−分子の配
列決定が問題を起こす。この種のDNA−分子は、特にい
わゆるポリメラーゼ−連鎖−反応(PCR)(例えばMulli
s等著、Methods Enzymol.第155巻、1987年、第1973〜19
77頁)の最終生成物として生じる。分子生物学的研究に
おける幅広い適用可能の他に、この高感度の方法は、DN
Aフラグメントの試験管内増大のために、特に遺伝病の
分子レベルでの分析において、裁判同定問題において、
かつ出生前診断学において著しく重要である。それとい
うのも前記のすべての場合において、非常に僅かな量の
核酸が提供され、こうして従来の方法による配列決定分
析のためには十分でないのである。
In addition to the above-mentioned limitations, the sequencing of linear double-stranded DNA-molecules is particularly problematic. DNA-molecules of this kind are especially suitable for so-called polymerase chain reaction (PCR) (eg Mulli).
s et al., Methods Enzymol. Volume 155, 1987, 1973-19
(Page 77) final product. Besides its wide applicability in molecular biology research, this sensitive method
Due to the in vitro expansion of the A fragment, especially in the molecular level analysis of genetic diseases, in court identification problems,
And of significant importance in prenatal diagnostics. In all of the above cases, very low amounts of nucleic acid are provided, thus not sufficient for sequencing analysis by conventional methods.

ザンガーの方法を基礎としたPCR−フラグメントに関
する配列決定法はサイキ(Saiki)等により記載されて
いる(Science、第239巻、1988年、第487〜491頁)。い
ずれにしろ、この方法は個々の連続する反応工程の最適
な実施に強く依存するので、慣用法への適用はむずかし
い。更に、マキサム−ギルバート原理により化学的鎖片
上に製造する方法も記載されている(例えばKeohavong
等著、DNA、第7(1)巻、1988年、第63〜70頁;Voss等
著、Nucl.Acids.Res.第17(7)巻、1989年、第2517〜2
527頁)。この方法の欠点は、PCRに続いて手の込んだ化
学的反応を部分的に毒性の物質で実施しなければならな
いという必要性にある。更に、すでにPCRの際にチオー
デスオキシヌクレオチドの配列特異的組込みが行なわ
れ、これに続いてアルキル化反応を用いて定義された鎖
片が形成される、原理的に著しく優れた方法が報告され
た(Nakamaye等著、Nucl.Acids Res.,第16(21)巻、19
88年、第9947〜9959頁)。しかしながらこの方法は、非
常に僅かなシグナル強度のみが生じ、配列決定に使用可
能な範囲は最高で塩基250に制限されるという重大な欠
点を有する。
A sequencing method for PCR-fragments based on the Zanger method is described by Saiki et al. (Science, 239, 1988, pages 487-491). In any case, this method relies heavily on the optimal performance of the individual successive reaction steps, making its application to conventional methods difficult. In addition, methods for producing on chemical chain fragments by the Maxam-Gilbert principle have also been described (eg Keohavong
Et al., DNA, Volume 7 (1), 1988, pp. 63-70; Voss et al., Nucl. Acids. Res. Volume 17 (7), 1989, 2517-2.
527). The disadvantage of this method is the need for elaborate chemical reactions following PCR to be carried out with partially toxic substances. Furthermore, in principle, a significantly superior method was reported in which sequence-specific incorporation of thiodesoxynucleotides was carried out during PCR, which was followed by formation of defined chain fragments using an alkylation reaction. (Nakamaye et al., Nucl. Acids Res., Volume 16 (21), 19
88, pp. 9947-9959). However, this method has the serious drawback that only very little signal intensity occurs, limiting the range available for sequencing to 250 bases at the most.

最近、タクポリメラーゼを用い、かつ通常の反応サイ
クルを僅かな回数実施する方法が報告された(Levedako
u等著、Bio Techniques、第7巻、1989年、第438〜422
頁;Carthers等著、Bio Techniques、第7巻、1989年、
第494〜499頁)。
Recently, a method using Taq polymerase and performing a normal reaction cycle a few times has been reported (Levedako
u et al., Bio Techniques, Volume 7, 1989, 438-422.
P .; Carters et al., Bio Techniques, Volume 7, 1989,
Pp. 494-499).

発明が解決しようとする課題 新しく合成されたフラグメントの標識のために螢光染
料を使用する場合、従来の方法を用いるより何倍も高い
フラグメントの収量を得ることのできる方法を提供する
ことが著しく必要とされている。
When using fluorescent dyes for the labeling of newly synthesized fragments, it is significant to provide a method which is capable of obtaining many times higher fragment yields than using conventional methods. is required.

課題を解決するための手段 本発明の課題はデスオキシリボ核酸の配列決定法であ
り、この方法はデスオキシリボ核酸に a)加熱変性工程、 b)アニーリング工程及び c)部分的な連鎖中断を伴なう核酸合成工程、 を施こし、工程a)〜c)を10〜60回繰り返し、引き続
き得られたデスオキシ核酸フラグメント混合物を長さに
より分離し、このフラグメントスペクトルから配列を決
定することからなる。
Means for Solving the Problems An object of the present invention is a method for sequencing desoxyribonucleic acid, which comprises: a) heat denaturation step, b) annealing step, and c) nucleic acid with partial chain interruption. The steps of a) to c) are repeated 10 to 60 times, the resulting desoxynucleic acid fragment mixture is then separated by length and the sequence determined from this fragment spectrum.

1μあたり10-16〜2.10-14モルの濃度でDNAを工程
a)〜c)に導びく。二重鎖で、スーパーコイル型で存
在しないDNAの場合、濃度は有利に低い部分の範囲、す
なわち1μあたり約10-16〜3.10-15モルである。
Guide the DNA to steps a) to c) at a concentration of 10 −16 to 2.10 −14 molar per μ. In the case of double-stranded, non-supercoiled DNA, the concentration is advantageously in the lower part of the range, ie about 10 −16 to 3.10 −15 mol / μ.

加熱変性工程は92〜98℃、有利に95℃の温度で行なわ
れる。
The heat denaturation step is carried out at a temperature of 92-98 ° C, preferably 95 ° C.

アニーリング工程は35℃〜75℃の温度で良好に達せら
れる。
The annealing process is successfully achieved at temperatures between 35 ° C and 75 ° C.

核酸合成工程においてはオリゴヌクレオチドプライマ
ーから出発するが、このプライマーは配列決定すべき一
重鎖の一部分域と相補性でなければならない。ヌクレオ
チド約10〜50、有利に15〜30の長さのプライマーは分析
すべきDNAに結合される。オリゴヌクレオチドブライマ
ーと配列決定すべき配列とのモル比は有利に5〜30の間
である、すなわち配列決定すべき配列1モルあたりプラ
イマー5〜30モルを使用する。その後、このプライマー
を4種のデスオキシヌクレオチドトリホスフエートと少
なくとも1種のジデスオキシヌクレオチドトリホスフエ
ートとからなる混合物の存在において、配列決定すべき
DNA−鎖に相補的に伸長する。この伸長は酵素的に熱安
定ポリメラーゼ、例えばタク−ポリメラーゼで行なわれ
る。核酸合成工程はタク−ポリメラーゼの場合65〜85℃
の温度で良好に行なわれる。
Starting from the oligonucleotide primer in the nucleic acid synthesis step, this primer must be complementary to a partial region of the single strand to be sequenced. Primers of about 10 to 50 nucleotides, preferably 15 to 30 nucleotides in length, are attached to the DNA to be analyzed. The molar ratio of oligonucleotide primer to sequence to be sequenced is preferably between 5 and 30, ie 5 to 30 moles of primer are used per mole of sequence to be sequenced. This primer should then be sequenced in the presence of a mixture of four desoxynucleotide triphosphates and at least one didesoxynucleotide triphosphate.
It extends complementary to the DNA-strand. This extension is carried out enzymatically with a thermostable polymerase, such as Taku-polymerase. Nucleic acid synthesis process is 65-85 ℃ for Tac-Polymerase
Performed well at temperatures of.

工程a)〜c)を約0〜60回、有利には10〜30回順次
実施する。
Steps a) to c) are carried out sequentially about 0 to 60 times, preferably 10 to 30 times.

ジデスオキシヌクレオチドトリフオスフエートの添加
は、相補的DNAの合成を配列特異的に中断するために行
なわれる。連鎖中断のためには4種のジデスオキシヌク
レオチドトリフオスフエートの特定の1種を使用するこ
とができる。この場合DNA−合成は4回、すなわち各ジ
デスオキシヌクレオチドトリフオスフエートで1回、実
施しなければならない。
The addition of didesoxynucleotide triphosphonates is done to sequence-specifically interrupt the synthesis of complementary DNA. A particular one of four didesoxynucleotide triphosphonates can be used for chain breaks. In this case the DNA-synthesis has to be carried out four times, i.e. once with each didesoxynucleotide triphosphonate.

4種のジデスオキシヌクレオチドトリフオスフエート
の混合物を使用することもできる。この場合、合成は1
回だけ実施する。
It is also possible to use a mixture of four didesoxynucleotide triphosphonates. In this case, the composition is 1
Carry out only once.

新たに合成された核酸を認識するためには、これが標
識されていなければならない。このことは標識オリゴヌ
クレオチドプライマー又は標識デスオキシ−もしくはジ
デスオキシヌクレオチドトリホスフエートの使用により
行なうことができる。標識は放射性同位体、酵素、検出
可能な分子のための特異的結合位又は有利に螢光染料で
行なうことができる。
In order to recognize the newly synthesized nucleic acid, it must be labeled. This can be done by using labeled oligonucleotide primers or labeled desoxy- or didesoxynucleotide triphosphates. Labeling can be carried out with radioisotopes, enzymes, specific binding sites for detectable molecules or, preferably, fluorescent dyes.

前記の個々の工程の実施は公知である(例えば、Tabo
r等著、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、第84巻、1987年、第4
767〜4771頁)。
Implementation of the individual steps described above is known (eg, Tabo
r et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 84, 1987, No. 4
767-4771).

本発明による方法は現在提供可能なDNAの配列決定法
に対して次のような利点を有する: a)この方法により信頼でき、かつ簡単な方法でPCR−
生成物を配列決定することができる(例1)、 b)この方法は高分子、二重鎖DNA−サンプル、例えば
λ−DNA(例2)の配列決定並びに一般に二重鎖DNAがス
ーパーコイル型で存在しない場合でも二重鎖DNAの配列
決定を可能とする。
The method according to the invention has the following advantages over the currently available DNA sequencing methods: a) PCR-in a reliable and simple way by this method.
The product can be sequenced (example 1), b) this method is for the sequencing of macromolecules, double-stranded DNA-samples such as λ-DNA (example 2) It allows sequencing of double-stranded DNA even in the absence of.

c)この方法は一重鎖−DNAにも適用可能であり、すべ
てのDNA−サンプルで従来の方法にくらべて著しく高い
反応生成物収量に導びき、従つて、相応してより僅かな
DNA量が配列決定に十分であり、かつ特に螢光標識の適
用可能性がもはや提供されるDNA−量により制限されな
い。
c) The method is also applicable to single-stranded DNA, leading to significantly higher reaction product yields than the conventional method for all DNA-samples, and therefore correspondingly lesser amounts.
The amount of DNA is sufficient for sequencing, and in particular the applicability of fluorescent labeling is no longer limited by the amount of DNA-provided.

線状二重鎖−DNAの配列決定の場合、より高いフラグ
メント収量が特に重要である。それというのも、この種
のサンプルの信頼度の高い配列決定は十分に低いDNA−
濃度を使用する時だけ成功するためである。配列決定の
ために使用するDNA−量の配列決定反応の質に対する影
響は例4から明らかである。
For linear double-stranded DNA sequencing, higher fragment yields are of particular importance. This is because reliable sequencing of this type of sample is
This is because it only succeeds when using concentration. The effect of the amount of DNA used for sequencing on the quality of the sequencing reaction is clear from Example 4.

本発明による方法と現在常用のザンガーによるDNA−
配列決定法との間の決定的な差異は配列決定反応の非常
に多くの回数の循環を行なう、循環実施であり、かつ付
加的に配列決定すべきDNA−分子に対するプライマー分
子の著しく高い比による非常にわずかなDNA濃度であ
る。非常に多くの回数の循環は一方では大過剰のオリゴ
ヌクレオチドプライマーの使用において比較的高いフラ
グメント収量を可能とする。特に、非常に僅かなDNA−
濃度及びプライマーとDNA−濃度との間に著しく大きな
比の組合わせにより、非常に重大なDNA−サンプル例え
ば二重鎖PCR−生成物を配列決定するための可能性が生
じる。
The method according to the present invention and the DNA currently used by Zhanger
The decisive difference between the sequencing methods is that they carry out a very large number of cycles of the sequencing reaction, are cyclical and additionally due to the significantly higher ratio of primer molecules to DNA-molecules to be sequenced Very low DNA concentration. The very high number of cycles on the one hand allows a relatively high fragment yield in the use of a large excess of oligonucleotide primer. In particular, very little DNA-
The combination of concentration and primer and DNA-concentration in a significantly larger ratio gives rise to the possibility to sequence very critical DNA-samples such as double-stranded PCR-products.

例 1 PCR−生成物の配列決定 PCR マルチ−クローニング部位に長さ600bpの挿入物を含
有するpUC18−誘導体0.1fMolを(−21)−スタンダード
−プライマー(5′−GGT TGT AAA ACG ACG GCC AGT−
3′)及びリバース−プライマー(5′−CAC ACA GGA
AAC AGC TAT GAC−3′)各4pMolの存在で、並びに4種
のデスオキシヌクレオチドトリホスフエート各20nMolの
存在で、PCR−緩衝液(50mM KCl、10mMトリス−HCl、1.
5mM MgCl2、0.01%ゼラチン、pH8.3)100μの容量
で、タク−ポリメラーゼ(Cetus)5単位で増大させ
た。
EXAMPLE 1 PCR-Sequencing of the product PCR pUC18-derivative 0.1 fMol containing a 600 bp insert at the multi-cloning site (-21) -standard-primer (5'-GGT TGT AAA ACG ACG GCC AGT-
3 ') and reverse-primer (5'-CAC ACA GGA
AAC AGC TAT GAC-3 ') in the presence of 4 pMol each, and in the presence of 20 nMol each of the four desoxynucleotide triphosphates PCR-buffer (50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl, 1.
5mM MgCl 2, 0.01% gelatin, pH 8.3) in a volume of 100 microns, Taku - increased polymerase (Cetus) in 5 units.

このために、この反応混合物を鉱油100μで被覆
し、温度プログラミング可能なブロツク(Programmable
Dri−Block PHC−1、Techne)中で96℃、1分;37℃、
0.5分;及び72℃、1.0分からなる温度循環30回をこれに
行なつた。
For this, the reaction mixture was coated with 100 μl of mineral oil and the temperature programmable block (Programmable
Dri-Block PHC-1, Techne) 96 ° C for 1 minute; 37 ° C,
This was followed by 30 temperature cycles consisting of 0.5 min; and 72 ° C., 1.0 min.

引き続き、ビオスピン(Biospin)p30−カラム(Bior
ad)を用いて製造者による使用法に従い、反応溶液の水
相のためのPCR−緩衝液でカラムを平衡にした後、デス
オキシヌクレオチドトリホスフエートの分離を行なつ
た。
Subsequently, Biospin p30-column (Bior
The desoxynucleotide triphosphates were separated after equilibrating the column with PCR-buffer for the aqueous phase of the reaction solution according to the manufacturer's instructions.

配列決定 ビオスピンカラムからの溶離液を更に処理することな
く配列決定に使用した。4種の配列決定反応のためには
次の配合を使用した。
Sequencing The eluent from the Biospin column was used for sequencing without further treatment. The following formulations were used for the four sequencing reactions.

4種の反応配合物のそれぞれにPCR−反応と同様にし
て96℃、1.0分;55℃、0.5分;及び72℃、1.0分からなる
循環40回を行なつた。
Each of the four reaction formulations was subjected to 40 cycles of 96 ° C., 1.0 min; 55 ° C., 0.5 min; and 72 ° C., 1.0 min, similar to the PCR reaction.

引き続き、4種の反応配合物の水相を順次3M NaOAc
(pH7.8)20μ上にピペツトで入れた。その後、この
溶液に温度−20℃としたエタノール500μを加え、こ
の溶液を混合し、ドライアイス上に15分間置いて、1300
0rpm及び室温で15分間、エツペンドルフ(Eppendorf)
遠心分離機5415c中で遠心分離した。もう1回80%エタ
ノール800μで洗浄したペレツトをその後2分間真空
中で乾燥し、50mM EDTA(pH7.5)2μ及び脱イオンホ
ルムアミド6μ中に取り込み、95℃に2分間加熱し、
氷水中で冷却し、DNA−配列決定装置(Sequencer)370A
(Applied Bio−systems)中で電気泳動(アクリルアミ
ド(AA)6%、AA/ビス−AA:40:2のPAG;緩衝液:0.089M
トリス、0.089M硼酸塩、2MEDTA、7M尿素、pH8.3;電力:2
0W)にかける。配列決定機の制御並びにエレクトロフエ
ログラム(Electropherogram)の評価は製造業者のソフ
トウエア解説1.30で行なつた。
Subsequently, the aqueous phases of the four reaction compounds were sequentially treated with 3M NaOAc.
(PH 7.8) Pipette over 20μ. Then, add 500 μl of ethanol at a temperature of −20 ° C. to this solution, mix the solution, and place on dry ice for 15 minutes.
15 minutes at 0 rpm and room temperature, Eppendorf
It was centrifuged in a centrifuge 5415c. The pellet was washed once again with 80% ethanol 800μ, dried in vacuum for 2 minutes, taken up in 50mM EDTA (pH7.5) 2μ and deionized formamide 6μ, heated to 95 ° C for 2 minutes,
Cooled in ice water, DNA-Sequencer (Sequencer) 370A
(Applied Bio-systems) electrophoresis (acrylamide (AA) 6%, AA / bis-AA: 40: 2 PAG; buffer: 0.089M)
Tris, 0.089M borate, 2M EDTA, 7M urea, pH 8.3; Power: 2
0W). Control of the sequencer and evaluation of the electropherogram were performed in the manufacturer's software description 1.30.

得られた結果を第1図に示す。判明した配列とあらか
じめすでに公知の配列との比較は、2つの問題の部位を
除いて少なくとも塩基400を前記方法により調べること
ができることを示した。
The obtained results are shown in FIG. Comparison of the revealed sequences with previously known sequences has shown that at least base 400 can be examined by the method described above, except for the two sites of interest.

例 2 λ−DNAの配列決定 λ−DNA(λ−ZAP、Stratagene)の配列決定を例1と同
様に実施した。PCR−生成物のかわりに相当量のλ−DNA
を使用しただけで、すべて他のパラメーターはそのまま
に保持した。
Example 2 Sequencing of λ-DNA Sequencing of λ-DNA (λ-ZAP, Stratagene) was performed as in Example 1. PCR-A considerable amount of λ-DNA instead of the product
Was used and all other parameters were retained.

結果を第2図に示した。この場合にも記載した方法で
少なくとも塩基400の信頼のおける調査が行なわれた。
The results are shown in Fig. 2. In this case too, a reliable search for at least 400 bases was carried out in the manner described.

例 3 線状プラスミドの配列決定 プラスミドpUC18を制限エンドヌクレアーゼXmn Iで線
状にし、例1と同様に配列決定した。例1と異なるのは
DNA0.1pMol(A−及びC−反応)もしくは0.2pMol(G
−及びT−反応)、並びにプライマー2pMol(A,C)もし
くは4pMol(G,T)を使用し、かつ例1のPCRにおけると
同様に、しかし温度循環10回のみを適用した。
Example 3 Sequencing of linearized plasmid Plasmid pUC18 was linearized with the restriction endonuclease Xmn I and sequenced as in Example 1. The difference from Example 1 is
DNA 0.1 pMol (A- and C-reaction) or 0.2 pMol (G
-And T-reactions), as well as primers 2pMol (A, C) or 4pMol (G, T) and as in the PCR of Example 1, but with only 10 temperature cycles.

結果を第3図に示した。三つの関係づけできなかつた
塩基を除いて、この実験においては同様に信頼できる少
なくとも塩基400の決定が可能であつた。
The results are shown in Fig. 3. With the exception of the three unrelated bases, it was possible in this experiment to determine at least 400 bases, which is also reliable.

例 4 異なるDNA−量のPCR−生成物の配列決定 塩基1450のPCR−フラグメントを例1と完全に同様に
配列決定した、この際使用DNAの量を0.05〜0.8pMolの間
で変化させた。最初の約130塩基に関して得られた結果
を第4図に示した。DNA量が上昇するにつれ、非特異的
中断が明らかに上昇する。
Example 4 Sequencing of PCR-products with different DNA amounts The PCR fragment of base 1450 was sequenced exactly as in Example 1, the amount of DNA used varying between 0.05 and 0.8 pMol. The results obtained for the first 130 bases are shown in FIG. As the amount of DNA increases, the non-specific interruption increases significantly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は実施例1の結果を示すエレクロトフエログラム
の図であり、第2図は実施例2の結果を示すエレクトロ
フエログラムの図であり、第3図は実施例3の結果を示
すエレクトロフエログラムの図であり、第4図は実施例
4の結果を示すエレクトロフエログラムの図である。 なお、図面のエレクトロフエログラム中−はTを表わ
し、−‐‐−はCを表わし、−‐−はAを表わし、−−
−はGを表わす。
1 is an electropherogram showing the result of Example 1, FIG. 2 is an electropherogram showing the result of Example 2, and FIG. 3 is a result of Example 3. FIG. 4 is an electropherogram, and FIG. 4 is an electropherogram showing the results of Example 4. In the electropherograms of the drawings, -represents T, --- represents C, --- represents A, ---
-Represents G.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Bio Techniques,7 (1989)P.438−442 Bio Techniques,7 (1989)P.494−499 藤永薫編「遺伝子増幅PCR法基礎と新 しい展開」(平2−12−10)共立出版 P.19−22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (56) References Bio Technologies, 7 (1989) P. 438-442 Bio Technologies, 7 (1989) P. 494-499 Kaoru Fujinaga, "Fundamentals and New Development of Gene Amplification PCR" (Head 2-12-10) Kyoritsu Publishing P. 19-22

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】デスオキシリボ核酸を配列決定する方法に
おいて、デスオキシリボ核酸に1μlあたり10-16〜2.1
0-14モルの濃度で、スーパーコイル型で存在しない二重
鎖のデスオキシ核酸の場合有利に1μlあたり10-16
3.10-15モルの濃度で、 a)加熱変性工程、 b)アニーリング工程及び c)部分的な連鎖中断を伴なう核酸合成工程、 を施こし、工程a)〜c)を10〜60回繰り返し、引き続
き得られたデスオキシ核酸フラグメント混合物を長さに
より分離し、かつこのフラグメントスペクトルから配列
を決定することを特徴とするデスオキシリボ核酸の配列
決定法。
1. A method for sequencing desoxyribonucleic acid, wherein the desoxyribonucleic acid contains 10 −16 to 2.1 per μl of desoxyribonucleic acid.
In the case of a double-stranded desoxynucleic acid which does not exist in the supercoiled form at a concentration of 0 -14 molar, preferably 10 -16 ~
3. At a concentration of 10-15 mol, a) heat denaturation step, b) annealing step, and c) nucleic acid synthesis step with partial chain interruption, and steps a) to c) are repeated 10 to 60 times. A method for sequencing desoxyribonucleic acid, characterized in that the subsequently obtained desoxynucleic acid fragment mixture is separated by length and the sequence is determined from this fragment spectrum.
JP2189610A 1989-07-19 1990-07-19 Desoxyribonucleic acid sequencing method Expired - Lifetime JPH0813279B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3923895.4 1989-07-19
DE3923895A DE3923895A1 (en) 1989-07-19 1989-07-19 METHOD FOR SEQUENCING DESOXYRIBONUCLEIC ACIDS

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藤永薫編「遺伝子増幅PCR法基礎と新しい展開」(平2−12−10)共立出版P.19−22

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ES2063206T3 (en) 1995-01-01
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